DE2015981C3 - Verfahren zum Betrieb eines Druckfilters unter Verwendung eines Filterhilfsmittels und danach arbeitendes Filter - Google Patents
Verfahren zum Betrieb eines Druckfilters unter Verwendung eines Filterhilfsmittels und danach arbeitendes FilterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Druckfilters unter Verwendung eines
Filterhilfsmittels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein nach diesem Verfahren arbeitendes
Filter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2. Das den Ausgangspunkt der Erfindung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildende Verfahren ist Gegenstand des älteren Patents
1786424.
Beim Verfahren nach dem älteren Patent wird durch zeitweilige Druckumkehr im Filter die Filterschicht
von den Filterkerzen abgehoben und anschließend zwecks Wiedergewinnung aus der zu filternden
Trübe abgetrennt. Es erfolgt dabei zwar eine rasche und einfache Entfernung der Filterschicht, jedoch ist
es aufgrund der Anordnung und Bemessung der einzelnen Elemente des Filters nicht möglich, die Bildung
einer neuen Filterschicht ebenso rasch zu erreichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß sich eine sehr schnelle Ausbildung einer Filterschicht erreichen läßt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden ι Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist zu bemerken, daß herkömmliche körnige
Filterhilfsmittel im allgemeinen in einem relativ weiten Korngrößenbereich vorliegen und zudem sehr
unterschiedliche Formen aufweisen. Somit ist an sich zu erwarten, daß beim Betrieb des Filters in der erfindungsgemäßen
Weise während der Filterschichtbildung die meisten kleineren Hilfsmittelteilchen, d. h.
Teilchen mit einer Korngröße, die kleiner ist als die , Größe der öffnungen in der Scheidewand, durch diese
hindurchgeherii woraus sich ein erheblicher Filterhilfsmittelverlust
ergeben würde. Ein solcher Verlust kann bei den meisten bekannten Anschlämmfiltern
durch eine wiederholte Rückführung der Aufschlämmung zum stufenweisen Aufbau der Filterschicht zwar
vermieden werden, doch ist diese Verfahrensweise relativ kompliziert und zeitraubend.
Im Gegensatz hierzu hat es sich nun Übernischen-
derweise gezeigt, daß die hier vorgeschlagene Auswahl
der Größen Verhältnisse eine besonders einfache und sehr plötzliche Filterschichtbildung bewirkt, ohne
daß ein größerer Verlust an FUterbilfsmitteln eintritt.
Offenbar kommt es zu Briichenbildungen über den öffnungen der Scheidewand, die den Durchtritt
kleinerer Hilfsraittelteilchen durch die öffnungen verhindern.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit einem Filter durchführen, wie es weitesgehend, beispielsweise
aus der AT-PS 268315, bereits bekannt ist. Besondere, auf das erfindungsgemäße Verfahren
hin konzipierte Ausgestaltungen eines solchen Filters sind Gegenstand der Ansprüche 2-5.
Die Erfindungsoll nachfolgend unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendes Filter mit Rückgewinnungsvorrichtung
für das Filterhilfsmittel, und
Fig. 2 im Ausschnitt einen Längsschnitt durch das Filterelement.
Die Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Filtrierzelle
1, ein Gefäß 2 für das Filtrierhilfsmittel, ein Hilfsgefäß 3 für die Reinigung und ein Reservoir 4
für das Filtrat, wobei ein Sicherheitsventil S vorgesehen ist.
Eine Leitung 5, die mit einer Umlaufpumpe 6 und einem Umleitungsventil 7 versehen ist, führt die zu
filtrierende, von einer nicht dargestellten Quelle kommende Flüssigkeit zur Zelle. Das Filtrat wird aus der
Zelle 1 über eine Abflußleitung 8 entfernt, die ein Ventil 9, ein Absperrventil 10 und ein regelbarer
Drosselventil 11 aufweist. Eine Abflußleitung 12, die mit einem Ventil 13 versehen ist, zweigt von der Abflußleitung
8 zwischen der Zelle 1 und dem Ventil 9 ab. Das Reservoir 4 für das Filtrat ist über eine Leitung
14 zwischen den Ventilen 9 und 10 an die Abflußleitung 8 angeschlossen.
Der Aufbau der Zelle 1 ist aus der AT-PS 268 315
bekannt. Sie umfaßt eine Filtrierkammer 15, über der eine Eintrittskammer 16 vorgesehen ist, die mit der
zu filternden, unter Druck stehenden Flüssigkeit über die Leitung 5 gespeist wird; diese beiden Kammern
werden durch die Wand 17 getrennt. Die Zelle 1 hat im vorliegenden Fall ein einziges, zylindrisches Filterelement
18, das am unteren Ende verschlossen und in der Kammer 15 vertikal angeordnet ist. Das Eic
ment 18 ist an seinem oberen Ende an einem rohrförmigen Element 19 befestigt, das die Eintrittskammer
16 durchsetzt und mit seinem oberen Ende mit der Abflußleitung 8 verbunden ist. Die Wand 17 hat eine
kreisförmige axiale öffnung, durch die das rohrförmige Element 19 hindurchreicht. Diese öffnung ist
etwas größer als das Element 19, so daß um dieses eine ringförmige Drosselöffnung 20 gebildet wird, die
den Flintritt für die zu filtrierende Flüssigkeit in die Filtrierkammer 15 darstellt. Das Filterelement 18 hat
einen durchbrochenen, starren Teil 21, der am rohrförmigen Element 19 befestigt ist, und eine gewirkte
Hülse 22, die auf diesem Teil 21 aufgeschoben ist. Diese vom starren Teil 21 getragene Hülse 22 bildet
so die Scheidewand des Filters, die die Eintrittsöffnung
20 vom Ausfluß des Gefäßes trennt. Die Hülse 22, die von einem zylindrischen Kratzer 24 umgeben
ist, dessen Funktion später erklärt werden wird, dient beim erfindungsgemäßen Verfahren als Träger für die
Schicht 23 des Filtrierhilfsmittels (siehe Fig. 2), die die Filterfläche des Elementes 18 bildet. Im vorliegenden
Fall verwendet man als Träger des Hilfsmittels eine gewirkte Hülse 22 mit Maschen von 30 μ und
als Hilfsmittel Teilchen aus Diatomeenerde mit einem mittleren Durchmesser von ungefähr 30 μ. Die Hülse
kann ein metallisches Gewebe oder ein Gewebe aus Kunststoff mit hoher, mechanischer Widerstandsfähigkeit,
wie Nylon, sein.
Diese Wahl eines Trägers mit Maschen, die ungefähr gleich dem mittleren Durchmesser der Teilchen
sind, gestattet es, eine Hilfsmittelschicht 23 in einem Arbeitsgang herzustellen, wie dies später beschrieben
werden wird, indem man das Hilfsmittel in die zu filtrierende Flüssigkeit einbringt, da praktisch alle Hilfsmittelteilchen
dann von der Hülse 22 zurückgehalten werden.
Der Kratzer 24 ist durch eine durchbrochene Hülse aus Kunststoff gegeben, dessen öffnungen um ein
Vielfaches größer sind als die Maschen der Hülse 22 (siehe Fig. 2). Dieser Kratzer kann entlang der äußeren
Fläche der Hülse 22 verschoben werden. Eine Stange 25 verbindet das untere Ei*ie des Kratzers 24
mit einer beweglichen, querstehendew Platte 26, die zur Betätigung des Kratzers 24 dient. Eine Feder 29,
die zwischen der Wand 17 und einem am oberen Ende des Kratzers 24 befestigten Kragen 30 vorgesehen ist.
trachLt den Kratzer in seiner Ruhestellung zu halten; diese ist in Fig. 1 strichliert angedeutet. In dieser Ruhestellung
verschließt die Platte 26 eine öffnung 27 in einer Querwand 28, die zwischen dem Filterelement
18 und dem Boden der Filterkammer 15 angeordnet ist. Die Betätigung des Kratzers mittels dieser Platte
wird später erklärt werden.
Die Filtrierkammer 15 ist über eine Entleerungsöffnung 32 im Boden dieser Kammer mit einem Abflußkanal
31 verbunden, der zu dem Hilfsgefäß 3 führt. In der Entleerungsöffnung 32 ist ein Kugelventil
33 vorgesehen. Dieses wird über einen Drucker 34 von einer Nocke 35 betätigt, die von einem Motor
MC bewegt wird. Diese Nocke hat ein Krofil mit drei
Abschnitten: Der erste Abschnitt entspricht der vollständigen öffnung des Ventils (Fig. 1), der zweite
Anschnitt entspricht einer teilweisen Schließung, und der dritte Abschnitt entspricht der vollkommenen
Schließung des Ventils.
Dieses Ventil 33 dient zur Steuerung der Reinigung des Filterelementes 18 der Zelle nach jeder Filtrierphase
und gestattet es, die Mischung aus Flüssigkeit, Verunreinigungen und Hilfsmittel in das Hilfsgefäß 3
zu bringen. Eine Leitung 36 mit einem Ventil 37 verbindet das untere Ende des Gefäßes 3 mit der Abflußleitung
12, damit das Gefäß vollständig entleert werden kann. Zusätzlich durchsetzt eine vertikale Leitung
38 das Gefäß bis zu einer vorbestimmten Höhe, die mit *<4 bezeichnet ist. Diese Leitung dient dazu, vor
jeder Reinigung eine gewisse Menge der Mischung aus Verunreinigungen und Flüssigkeit au? dem Gefäß
3 in die Leitung 12 abzuleiten, wobei das Ventil
39 in der Leitung 38 zu diesem Zweck vorgesehen ist.
Eine Pumpe 40 in einer Leitung 41 bringt fortlaufend
die im Hilfsgefäß 3 enthaltene Mischung au..
Flüssigkeit, Verunreinigungen und Hilfsmittel in einen dynamischen Scheider 42, z. B. einem Zyklon.
Dieser Scheider trennt die erhaltene Mischung in zwei Fraktionen, von dpnen eine feste Fraktion aus Hilfsmitteln
über eine Leitung 43 in das Gefäß 2 für das Hilfsmittel gebracht wird, wohingegen die andere
Fraktion, die den erößten Teil der Verunreinißuneen
cnlliült. über cine Leitung 44 in das Gefäß 3 zurückgeführt
wird.
Das Gefäß 2 für das Hilfsmittel ist mit einem Mischer 45 versehen, der die darin enthaltene Masse aus
Flüssigkeit und Hilfsmittel ständig bewegt. Cine Zufuhranordnung 46 dient zum Zuführen von frischem
Hilfsmittel in dosierten Mengen in das Gefäß 2. und zwar während der Inbetriebsetzung der Vorrichtung
und anschließend jedesmal, wenn man frisches Hilfsmittel zusetzen will. Ein zum Hilfsgefäß 3 führender
Überlauf 47 ist im Gefäß 2 am oberen Niveau A, angeordnet.
Vor jeder Filtrierphase bringt man mit Hilfe einer Leitung 48, die mit einer Injektionspumpe 49
versehen ist, welche ihrerseits von einem Motor Ml' betätigt wird, und die ein Rückschlagventil 50 aufweist,
Filtrierhilfsmittel aus dem Gefäß 2 in die nichtfiltrierte. in die Zelle 1 eintretende Flüssigkeit ein.
Hine Leitung 51 mit einem Ventil 52 verbindet das unten' F-.ncit" des Clpfäßps 2 mit i\cr Ahfliißjpjtnno |2,
um dieses Gefäß vollständig zu entleeren. Überdies ist eine Leitung 53 mit einem Ventil 54 an die Ausgangsleitung
8 so angeschlossen, daß sie Flüssigkeit dem Gefäß 2 zuführen kann. Eine Leitung 55 mit einem
Ventil 56 ist an die Eingangsleitung 5 angeschlossen, um dem Gefäß 3 nichtfiltrierte Flüssigkeit
zuzuführen.
Eine automatische Steuereinrichtung C. die nicht im Detail beschrieben ist, steuert den Arbeitszyklus
der oben beschriebenen Anordnung. Dieser Zyklus umfaßt die folgenden drei Vorgänge:
a) die Bildung einer Schicht aus einem Hilfsmittel
b) Filtration
c) Reinigung in zwei Phasen
Während dieser drei Vorgänge ist die Umlaufpumpe 6 in Tätigkeit, um die nichtfiltrierte Flüssigkeit
in die Zelle 1 zu bringen, und das Ventil 10 bleibt geöffnet, so daß die fortlaufende Entfernung der filtrierten
Flüssigkeit gewährleistet ist.
a) Um auf der Hülse 22 die Schicht des Filtrierhilfsmittels zu bilden, wird eine bestimmte Menge dieses Hilfsmittels aus dem Gefäß 2 entnommen und in die nichtfiltrierte, zur Zelle 1 kommende Flüssigkeil eingebracht. Zu diesem ZwecKottnet die Anordnung C das Ventil 13. schließt das Ventil 9, bringt das Ventil 11 in eine Lage mit verringerter öffnung und setzt während einer bestimmten Zeitdauer die Injektionspumpe 49 in Betrieb, wobei während dieser Zeit das Ventil 33 geschlossen bleibt. Die nichtfiltrierte, mit den Hilfsmittelteilchen beladene Flüssigkeit wird so in die Eintrittskammer 16 eingebracht, kommt über die ringförmige öffnung 20 zum Eingang in die Filtrierkammer 15 und strömt schnell entlang der Hülse 22, wobei praktisch sämtliche Hilf smittelteüchen vor dem Durchgang durch die Maschen auf dieser abgelagert werden. Die Flüssigkeit verläßt dann die Zelle 1 über die Abflußleitung 12 und fließt durch das offene Ventil 13. Es bildet sich so auf der Hülse rasch eine gleichmäßige Schicht 23 aus Hilfsmittel, wobei die zu seiner Bildung verwendete nichtfiltrierte Flüssigkeit über die Leitung 12 abgeführt wird. Der Zeitraum zur Bildung der Schicht hängt offensichtlich von der gewünschten Dicke ab und kann in der Größenordnung von IG see liegen.
Die in die Zelle 1 eingebrachte Menge an Hilfsmittel zur Bildung einer Schicht gewünschter Dicke entspricht einer Verringerung des Niveaus A1 auf das Niveau A, im Gefäß 2. Lsi die gewünschte Hilfsmittelschicht gebildet, so wird die Injektionspumpe 49 von der Steueranordnung (' abgeschaltet.
a) Um auf der Hülse 22 die Schicht des Filtrierhilfsmittels zu bilden, wird eine bestimmte Menge dieses Hilfsmittels aus dem Gefäß 2 entnommen und in die nichtfiltrierte, zur Zelle 1 kommende Flüssigkeil eingebracht. Zu diesem ZwecKottnet die Anordnung C das Ventil 13. schließt das Ventil 9, bringt das Ventil 11 in eine Lage mit verringerter öffnung und setzt während einer bestimmten Zeitdauer die Injektionspumpe 49 in Betrieb, wobei während dieser Zeit das Ventil 33 geschlossen bleibt. Die nichtfiltrierte, mit den Hilfsmittelteilchen beladene Flüssigkeit wird so in die Eintrittskammer 16 eingebracht, kommt über die ringförmige öffnung 20 zum Eingang in die Filtrierkammer 15 und strömt schnell entlang der Hülse 22, wobei praktisch sämtliche Hilf smittelteüchen vor dem Durchgang durch die Maschen auf dieser abgelagert werden. Die Flüssigkeit verläßt dann die Zelle 1 über die Abflußleitung 12 und fließt durch das offene Ventil 13. Es bildet sich so auf der Hülse rasch eine gleichmäßige Schicht 23 aus Hilfsmittel, wobei die zu seiner Bildung verwendete nichtfiltrierte Flüssigkeit über die Leitung 12 abgeführt wird. Der Zeitraum zur Bildung der Schicht hängt offensichtlich von der gewünschten Dicke ab und kann in der Größenordnung von IG see liegen.
Die in die Zelle 1 eingebrachte Menge an Hilfsmittel zur Bildung einer Schicht gewünschter Dicke entspricht einer Verringerung des Niveaus A1 auf das Niveau A, im Gefäß 2. Lsi die gewünschte Hilfsmittelschicht gebildet, so wird die Injektionspumpe 49 von der Steueranordnung (' abgeschaltet.
b) Zum Filtrieren öffnet die Steueranordnung C das Ventil 9 und schließt das Ventil 13, wohingegen
das Ventil 33 geschlossen bleibt. Am Beginn des Filtrierens bleibt das Ventil 11 in der Stellung
mit begrenzter öffnung, um sowohl die Füllung des Reservoirs 4 als auch den Abfluß der gefilterten
Flüssigkeit zu gewährleisten. Wird das obere Niveau F2 in diesem Reservoir erreicht,
so ist die Füllung beendet, und das Ventil 11 wird von der Steueranordnung C auf einen Durchfluß
eingestellt, der größer ist und dem Durchfluß der
gewünschten Filtration in der Zelle 1 entspricht.
c) Sobald die von der Hilfsmittelschicht zurückge-
luillrnrn VrriinrfMnioiinorn pint* mprklirhr Wr-
ringerung des Filtriereffektes hervorrufen, führt man eine Reinigung durch, wobei die mit Verunreinigungen
versehene Hilfsmittclschicht abgehoben und entfernt wird und durch eine neue Schicht ersetzt wird. Diese Reinigung wird in
zwei aufeinanderfolgenden Phasen durchgeführt, von denen die erste dazu dient, die mit
Verunreinigungen versehene Hilfsmittelschicht plötzl'-h von der Hülse 22 zu lösen, indem man
den Druckgradienten an dieser Schicht plötzlich umkehrt, und die zweite die Entfernung des Gemisches
aus Hilfsmittel und Verunreinigungen mit Hilfe eines nichtfiltrierten Flüssigkeitsstromes
aus der Zelle bewirkt. Vor jeder Reinigung muß das Ventil 39 geöffnet werden, und zwar
über einen Zeitraum, bis das Hilfsgefäß 3 auf das untere Niveau M1 entleert ist.
Diese zweiphasige Reinigung wird von der Anordnung C gesteuert, die das Ventil 33 auf folgende Weise betätigt:
Diese zweiphasige Reinigung wird von der Anordnung C gesteuert, die das Ventil 33 auf folgende Weise betätigt:
Am Beginn der ersten Phase öffnet sich das Ventil durch die Einwirkung des Nockens 35 rasch und
vollständig (die in Fig. 1 dargestellte Lage). Sein uurcntrittsquerscnmu in dieser Lage ist genüge na
groß bemessen, um einen plötzlichen Druckabfall in der Filtrierkammer 15 hervorzurufen, der seinerseits
einen plötzlichen Rückfluß der filtrierten Flüssigkeit aus dem Reservoir 4 hervorruft, die auch das Filter
element 18 nach außen durchsetzt. Dadurch wird ein Bersten der Hilfsmittelschicht und ihre Trennung von
der Hülse 22 hervorgerufen. Die Dauer dieser ersten Phase ist gerade ausreichend, um das Ventil 33 vollständig
zu öffnen und unmittelbar danach teilweise zu schließen. Die Dauer liegt in der Größenordnung
von einer Sekunde, so daß der Verlust an gefilterter Flüssigkeit während der ersten Phase sehr gering ist.
Die Platte 26, die von der Feder 29 in Quer Ruhestellung bei der öffnung 27 gehalten wird (strichliert in
der Zeichnung), wird einer Kraft ausgesetzt, die aus dem plötzlichen Druckabfall vor der Wand 28 und
ι der Gegenströmung der filtrierten Flüssigkeit resultiert, die zum Lösen der Hilfsmittelschicht verwendet
worden ist
Die Platte wird durch diese Kraft nach unten gedrückt und kommt in die in der Fig. 1 dargestellte
, Lage. Genau zum Zeitpunkt des Gegenstromes wird daher dem Kratzer 24 eine Gleitbewegung nach unten
erteilt, und zwar entlang der Hülse 22, wodurch die Entfernung aller auf der äußeren Fläche der Hülse
haftenden Teilchen gewährleistet ist.
Diese erste Phase der Reinigung ist abgeschlossen, wenn das Ventil 33 in seine Stellung mit teilweiser
Öffnung gebracnt worden ist, die in Fig. 1 strichliert
dargestellt ist; das Niveau im Reservoir 4 ist dann bis Fx abgesunken. Diese Öffnungsstellung ist so gewählt,
daß der Druck auf beiden Seiten der unbeschichteten Hüls.': 22 im wesentlichen gleich ist. Folglich führt,
während der zweiten Phase, der Kratzer 24 unter der Wirkungseiner Rückholfeder 39eine teilweise Gleitbewegung
in umgekehrter Richtung i.us und bringt
die Platte 26 in eine Stellung zwischen ihrer Ruhestellung und jener, die der vollständigen Öffnung des
Ventils 33 entspricht. Die nichtfiltriertc Flüssigkeit durchströmt nun die Kammer 15 und entfernt über
die Öffnung 32 und die Leitung 31 sowohl das Hilfsmittel als auch die Verunreinigungen; der Durchfluß
der gefilterten Flüssigkeit durch die Hülse 22 ist auf-
zweite Phase, die um ein Vielfaches länger dauert als die erste, wird durch Schließung des Ventils 33 beendet.
Der Kratzer 24 kehrt nun in seiner Ruhestellung unter Wirkung der Feder 29 zurück, und die Platte
26 schließt wieder die öffnung 27. Während der zweiten
Phase sinkt das Niveau des Reservoirs von F, auf F1; es ist dies jene Menge, die dem filtrierten Wasser
entspricht, das dem Verbraucher während der zweiten Phase zugeführt worden ist.
Bei der beschriebenen Vorrichtung gewährleistet somit ein einziges Entleerungsventil mit zyklischer
Ste .erungdas rasche Abheben und Entfernen der mit
Verunreinigungen versehenen Filtrierschicht, und zwar ohne einen nennenswerten Verlust an filtrierter
Flüssigkeit. Überdies kann eine neue Filtrierschicht mit einem Minimum an Zeit und infolgedessen mit
einem minimalen Verlust an Filtriervermögen gebildet werden, weil als Träger eine durchbrochene Wand
verwendet wird, deren öffnungen einen Durchmesser
in der Größenordnung der mittleren Teilchengröße des Filtriermaterials haben; die öffnungen sind somit
genügend klein, um den Durchtritt praktisch aller eintebrachter Teilchen zu verhindern. Diese schnelle Erneuerung
der Filtrierschicht erfordert keine Unterbrechung in der Zufuhr des zu filtrierenden Mediums,
während das Reservoir fortlaufend gefiltertes Medium während dieser raschen Erneuerung abgeben kann.
Die beschriebene Vorrichtung gewährleistet somit eine ständige Abgabe von filtriertem Medium, und
zwar mit einem ausgezeichneten Ertrag und dies sogar mit nur einer Zelle.
Die Mischung aus Flüssigkeit, Hilfsmittel und Verunreinigungen, die während der beiden Phasen der
Reinigung aus der Kammer 15 entfernt werden, hebt das Niveau des Gefäßes 3 von M. auf M2. Die im
Gefäß 3 enthaltene Mischung wird fortlaufend mittels der Pumpe 40 zum Scheider 42 gebracht. Dieser
Scheider trennt eine kleine, an Hilfsmitteln reiche Fraktion ab und gibt sie an das Gefäß 2 ab, wohingegen
eine andere Fraktion in das Gefäß 3 zurückgebracht wird, von wo sie erneut in den Scheider 42
gebracht wird, um schließlich in den folgenden Durchläufen die gesamte Menge an Hilfsmittel abzuscheiden
und im Gefäß 2 zu sammeln. Ist das Gefäß 2 bis zum oberen Niveau Αχ mit Hilfsmittel gefüllt, so ist die
Anordnung zur Bildung einer neuen Schicht in der Zeiie I bereit, wie dies oben beschrieben ist. Nach
der Rückgewinnung des Hilfsmittels erreicht das Niveau in dem Gefäß 3 die Höhe /Vf3, und die sich
zwischen den Niveaus /Vf1 und Mx befindliche Masse,
die reich an Verunreinigungen ist, wird durch öffnen des Ventils 39 über die Leitung 38 zur Abflußleitung
12 gebracht, wodurch in das Gefäß 3 eine neue Mischungsmenge von einem folgenden Reinigungsvorgang
eingebracht werden kann.
Die Anordnung C bestimmt die Dauer der Arbeitszyklen, indem sie das Ventil 33 in Intervallen betätigt,
die von der Dauer der gewünschten Filtration zwischen zwei aufeinanderfolgenden Reinigungen abhängen.
Obwohl die oben beschriebene Vorrichtung nur eine einzige Zelle mit einem Filtrierelement aufweist,
ist es doch selbstverständlich, daß auch mehrere Zellen vorgesehen sein können, die jeweils irgendeine
Anzahl von Filtrierelementen aufweisen können und in analoger Weise, wie oben beschrieben, arbeiten
In diesem Fall sind verschiedene Elemente, wie die Gefäße 2 und 3 die Purr»rte 40 *!sr Scheider 42 die
Zufuhrpump.; 6, das Reservoir 4 und das Drosselventil
11, so angeordnet, daß sie für alle Zellen gemeinsam sind. Damit wahlweise die verschiedenen Vorgänge
bei der Reinigung der Zellen, und zwar einzeln oder in Gruppen, durchgeführt werden können, ist es
notwendig, daß die Vorrichtung Einrichtungen umfaßt, die eine wahlweise Zufuhr von Hilfsmittel zu den
Zellen gestatten.
Das nichtfiltrierte, zur Bildung der Schicht dienende Medium soll auch wahlweise entfernt werden
können. Bei vielen Anwendungen, bei denen die Forderungen
weniger streng sind als z. B. hei Trinkwasser, kann man auch zulassen, daß geringe, nichtfiltrierte
Mengen an Medium, das zur Bildung der Hilfsmittelschicht dient, direkt in die Abflußleitung
der Vorrichtung gebracht werden. Je nach den Forderungen kann diese Vorgangsweise auch für einzellige
Filter in Betracht gezogen werden.
Der Aufbau der oben beschriebenen Zelle ist nur beispielsweise. Man kann auch Zellen ohne Eintrittskammer verwenden; die Drosselöffnung kann an jeder
geeigneten Stelle im Strömungsweg des nichtfiitrierten Mediums liegen, das in die Zelle eintritt. Die
Filtrierelemente können neben der beschriebenen auch jede andere Form aufweisen und haben nur dann
Kratzer, wenn dies notwendig ist. Die Kratzer können während der ersten Phase der Reinigung auch auf andere
Weise betätigt werden, z. B. durch eine starre Verbindung mit dem Entleerungsventil oder gegebenenfalls
auch händisch.
Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Filtration jeglichen
Mediums mit Hilfe eines Hilfsmittels und aufgrund der raschen Bildung der Hilfsmittelschicht, der
schnellen Reinigung von kurzer Dauer und der sehr wirksamen Rückgewinnung des Hilfsmittels eine
wirksame und ökonomische Verwendung des Hilfsmittels. Man kann die Reinigungen in wesentlich kürzeren
Intervallen als bei den bekannten Vorrichtungen durchführen und dies ohne nennenswerten
Leistungsverlust. Durch Vermeidung des fortlaufenden Einbringens von Hilfsmittel während der Filtrierphase
kann diese mit relativ dünnen Hilfsmittelschichten durchgeführt werden, woraus sich ein
wesentlich verringerter Druckverlust und eine erhöhte Kapazität ergibt. Überdies kann das Hilfsmittel oftmals
zurückgewonnen und wieder verwendet werden, wodurch sich ein wichtiger ökonomischer Vorteil ergibt.
Das Hilfsmittel wird nach dem zu filtrierenden Medium, den darin enthaltenen Verunreinigungen und
dem Preis der verbrauchten Hilfsmittel ausgewählt. Es können auch andere Materialien außer der schon
erwähnten Diatomeenerde als Hilfsmittel verwendet werden. So z. B. können die Teilchen des Hilfsmittels
•us Quarz, Glas, Ton (Attapulgit oder Attaclay), Tonerde, PVC, Polystyrol oder aus zusammengesetzten
Materialien, ε. B. aus Kunststoffen oder Metall-
10
pulver, bestehen. Außer durch mechanische Scheidung,
wie oben ermähnt, kann man, je nach Art des
Hilfsmittels und der vorhandenen Verunreinigungen das Hilfsmittel auf verschiedene Weise rückgewinnen,
z. B. durch Klären, Waschen oder chemische bzw. magnetische Scheidung. Die Verwendung von Mitteln
zur Trennung soll nur dann in Betracht gezogen werden, wenn der Preis des Hilfsmittels seine Wiedergewinnung
rechtfertigt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Betrieb eines Druckfilters unter Verwendung eines Filterhilfsmittels in Form
von Teilchen zur Bildung einer auswechselbaren Filterschicht auf einer durchbrochenen Scheidewand,
die in einer Filtrierkammer zwischen einem Einlaß und einem Filtratauslaß angeordnet ist,
wobei das Hilfsmittel der Filterschicht jeweils nach dem Filtriervorgang über eine durch ein Ablaßventil
normalerweise abgeschlossene Ablaßöffnung aus der Filtrierkammer ausgetragen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
(a) das zu filtrierende Medium unter Druck vom Einlaß über eine Drosselöffnung (20) der
Filtrierkammer (15) zugeführt und das Filtrat unter Druck abgeführt wird;
(b) das Ablaßventil (33) nach einem aus drei Phasen bestehenden Arbeitszyklus betrieben
wird, wobei das Ventil (33) in einer ersten Phase zum Filtrieren geschlossen wird, in einer
zweiten Phase zur plötzlichen Umkehrung des Druckgradienten über die Scheidewand
(22) kurzfristig vollständig geöffnet wird, und in der dritten Phase zum annähernden
Druckausgleich ai. beiden Seiten der Scheidewand (22) teilweise geschlossen wird;
(c) die Filterschicht (23, Fig. 2) jeweils während einer kurzen Dauer am Anfang der ersten
Phase bzw. beim Schließen des Ablaßventils (33) Gwdurch gebildet wird, daß eine Aufschlämmung
ein^s Hilfe -nittels mit einem der
Größe der Öffnungen der Scheidewand (22) etwa entsprechenden rittleren Teilchendurchmesser
über die Drosselöffnung (20) in die Filtrierkammer (15) kurzfristig eingebracht wird, wobei die zur Bildung der Filterschicht
erforderliche Hilfsmittelmenge in der Aufschlämmung der durchbrochenen Scheidewand
(22) zugeführt und auf dieser direkt abgelagert wird, um damit die gewünschte Filterschicht (23) zu bilden;
(d) die so gebildete Filterschicht (23) jeweils in der ersten Phase zum Filtrieren verwendet
und in der zweiten Phase durch die plötzliche Druckgradientumkehrung von der Scheidewand
(22) abgetrennt wird, wobei das Hilfsmittel in der dritten Phase mit Hilfe des nichtfiltrierten Mediums aus der Filtrierkammer
(15) über die Ahlaßöffnung (32) ausgetragen wird; und
(e) der Druckfilter nach diesem Arbeitszyklus fortlaufend betrieben wird, um eine langfristige
Filtrierung jeweils während der ersten Phase zu erlauben mit nur kurzzeitiger Unterbrechung
der Filtrierung/ur Filterschithtentfernung
in der zweiten Phase bzw. /ur Hilfsmittel-Austragung in der dritten Phase,
sowie /ur Filterschichthildungam Anfang der
ersten Phase.
2. Filter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Filterzelle, die
von einer durchbrochenen Scheidewand in zwei Kammern geteilt ist, von welchen die zuströmseitigc
Kammer mit einem gedrosselten Einlaß für die zu filternde Flüssigkeit und mit einer intermittierend
öffnenbaren Entleerungsöffnung versehen
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsöffnung (32) mit einer Rückgewinnungseinrichtung
(3,42, 2) für Filterhilfsmittel verbunden ist, deren Auslaß über ein Rückschlagventil (5) mit
der zuströmseitigen Kammer (16,15) der Filterzelle (1) verbunden ist.
3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungsvorrichtung ein
Hilfsgefäß (3) zur Aufnahme der aus der Filterzelle (1) entleerten Flüssigkeit, einen mit diesem
verbundenen dynamischen Abscheider (42) zur Abtrennung des Filterhilfsmittels und einen zur
Aufnahme desselben bestimmtes Hilfsmittelgefäß (2) aufweist.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsmittelsgefäß (2) ein zur
Aufnahme einer vollständigen Filterschicht ausreichendes Volumen aufweist.
5. Filter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider ein
Zyklon (42) ist.
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